网络视频监控关键技术的发展探讨39668157873.docx

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1、网络视频监控关键技术的发展探讨视频监控业业务的发展展历程与现现状视视频监控作作为安防行行业的一个个重要技术术应用，发发展迅速。在在国外，视视频监控业业务主要为为个人用户户提供安全全系统方案案，基本定定位在个人人和住宅应应用方面。在在国内，视视频监控业业务主要集集中在行业业应用，如如公安、交交通、金融融、楼宇等等领域，行行业用户已已成为国内内视频监控控市场的主主要增长点点。视视频监控技技术发展至至今已经历历了模拟监监控技术、数数字监控技技术和远程程网络视频频监控技术术三个不同同的阶段。1模拟视频监控技术模拟监控技术发展较早，在20世纪90年代以前，视频监控技术主要以模拟设备为主。模拟视频监控系统

2、一般由监控前端、传输设备、控制设备以及显示设备几个部分组成。监控前端一般为模拟摄像机、云台、声光电报警设备和雨刷等。传输设备一般为传输视频的同轴电缆，远距离传输可采用模拟光纤或者利用光端机进行传输。控制设备主要是视频切换矩阵，采用键盘进行切换和控制，将需要监控的图像在指定的显示设备进行显示。显示设备主要包括图像的监视器、报警指示设备等。2数字视频监控技术20世纪90年代视频监控进入数字化阶段，随着计算机和多媒体处理技术的发展，数字视频压缩编码技术被应用到视频监控系统中，基于PC的多媒体监控系统由此产生。在这类监控系统中，视频采集和视频传输仍以模拟方式为主，模拟摄像机的图像信号到达多媒体监控终端

3、后进行数字处理与存储，随后通过通信网络，将这些信息传到一个或多个监控中心。基于PC的多媒体监控系统通过增加视频处理卡以增加图像的输入路数，采用数字化存储及视频解压缩功能，可以对监控区域进行高清晰度的画面显示，使图像回放时也能达到极高的清晰度。3远程网络视频监控技术近年来，随着网络技术的发展，Internet已经无处不在。远程网络视频监控技术将传统的模拟视频、语音信号转换为数字信号，通过计算机网络进行传输，实现了视音频信号的数字化、网络化、应用的多媒体化以及管理的智能化。网络监控技术集成了数字处理、网络、计算机、视音频编解码以及图像处理和识别等多种先进技术。网络视频监控系统由监控系统前端、数字化

4、处理器、网络传输、监控控制系统组成。监控前端和模拟系统一样由摄像机、云台、声光电报警设备和雨刷等设备构成。数字化处理器的主要功能是将监控前端采集的模拟图像信号进行数字化处理，并将数字图像信号进行压缩处理，以便减少图像信号传输时所占用的网络带宽。网络传输主要由网络传输设备组成，如交换机、路由器等。监控系统将现场图像和报警信号转换成IP数据包，利用网络传输给控制系统。控制系统由监控控制平台、电视墙及大屏幕系统组成。监控控制平台可以使用监控系统的各种功能。电视墙及大屏幕系统由网络解码器、电视墙、大屏幕组成，它们从网络接收监控图像，解码后输出到电视墙或者大屏幕上。网络监控系统与传统的模拟监控系统的比较

5、如表1所示。网络视频频监控关键键技术介绍绍 网络视频频监控的关关键技术有有很多。下下面简要描描述一下信信令控制协协议、视频频编解码以以及模拟视视频监控系系统如何改改造为网络络视频监控控系统等几几项关键技技术。 1信令控制制协议 由由于标准不不统一且控控制通道和和媒体处理理不分离，视视频监控业业务的开展展受到一定定的局限性性。（11）标准不不统一 由由于视频监监控主要应应用于本地地监控，国国际上并没没有形成相相关的标准准，视频监监控厂家各各自为政，产产品之间也也没有采用用任何协议议来支持互互通，各厂厂商之间甚甚至厂商自自己的产品品之间有时时都不能互互连，无法法组成能容容纳不同厂厂商产品的的监控系

6、统统。（22）控制通通道和媒体体处理不分分离 目前前很多网络络监控系统统主要采用用HTTPP协议，视视频通过HHTTP协协议以流媒媒体方式进进行传输，没没有区分媒媒体通道与与控制通道道，而是采采用共用一一条HTTTP通道。随随着网络的的发展，监监控规模的的不断扩大大，这对于于视频监控控的可管理理、大规模模运营是极极不为利的的。 网络监监控系统进进行媒体承承载和控制制的分离，对对于媒体承承载部分比比较明确，可可采用IEETF专门门为流媒体体传输制定定的协议RRTSP（实实时流传输输协议），也也可采用IIETF为为实时视音音频传输制制定的协议议RTP/RTCPP（实时传传输协议/实时传输输控制协议

7、议）。对于于视频监控控的控制协协议，为视视频监控制制定一个专专门的协议议标准是不不太现实的的。比较可可行的办法法是借用现现有成熟稳稳定的信令令控制协议议，目前，可可以借用的的协议是广广泛用于视视频会议、VVoIP应应用的H.323体体系与SIIP（会话话初始协议议）。H.323提提供了在基基于IP网网络上进行行多媒体通通信的规范范，H.3323是一一个复杂而而庞大的协协议族，现现阶段是视视频应用的的主流技术术。然而由由于其过于于复杂，现现在正受到到基于SIIP协议视视频应用的的挑战。IIETF提提出的SIIP是用于于建立多方方多媒体通通信的规范范。SIPP具备简单单灵活、分分布式控制制等优点，

8、有有望广泛应应用于视频频监控领域域。 2视视频编解码码 在视频编编解码技术术方面，监监控技术主主要采用MMJPEGG、MPEEG系列与与H.266x系列。MMJPEGG是基于静静态视频压压缩的技术术，图像的的清晰度比比较高，适适用于监控控应用领域域。MPEEG系列主主要应用于于视频存储储、视频广广播和视频频流媒体、互互联网或无无线网上的的流媒体等等领域。HH.26xx系列主要要应用于实实时视频通通信领域，如如可视电话话、会议电电视等。 目目前视频编编解码研究究的热点是是MPEGG-4和HH.2644，它们采采用基于对对象的动态态压缩技术术，可以获获得更高的的图像压缩缩比和带宽宽利用率，在在40

9、0kkbit/s左右的的码率下即即可实现有有效的音、视视频传输，随随着码率的的提高可以以相应地提提高音频、视视频质量，在在2Mbiit/s左左右时即可可达到类似似DVD的的效果。MMPEG-4和H.264被被普遍认为为是未来视视频编解码码的发展趋趋势。3如何何改造模拟拟视频监控控系统 随随着网络视视频监控技技术的发展展，它必将将逐渐占据据监控领域域的主导地地位。但是是模拟监控控技术经过过几十年的的发展，应应用非常广广泛，目前前仍占据着着很大的市市场份额。让让模拟监控控系统的使使用者放弃弃原有监控控系统，重重新投资于于网络监控控系统是很很困难的一一件事。如如何将模拟拟监控系统统改造为网网络视频监

10、监控系统是是亟待解决决的问题。 模拟监控系统向网络监控系统的改造，从理论上来说，就是改造监控系统的网络传输部分，具体如图1所示。图1模拟监控控系统向网网络视频监监控系统改改造 在在监控前端端的模拟摄摄像机处增增加网络设设备视频频服务器，视视频服务器器将模拟图图像信号转转换为数字字信号，完完成视频数数据的压缩缩和控制信信令在网络络上的传输输。视频解解码器完成成数字信号号接收，将将图像数字字信号转换换为模拟图图像信号，送送入交换矩矩阵进行显显示。控制制平台主要要完成监控控系统的控控制，传递递用户的操操作命令。 从从理论上来来说，任何何模拟摄像像机，包括括固定摄像像机、球形形摄像机、带带云台的摄摄像

11、机等都都可以通过过视频服务务器集成到到网络视频频系统中。模模拟摄像机机和视频服服务器的组组合相当于于一台网络络摄像机，因因此目前很很多厂家都都生产出了了一体化的的IP摄像机机。 模模拟视频监监控系统一一般有专用用的监控室室，在这种种情况下，同同轴电缆已已经安装就就位，可以以采用在监监控室统一一将视频输输出给视频频服务器，以以便对视频频服务器进进行集中放放置、供电电和管理。 监监控中心通通过视频解解码器使用用现有的模模拟监控设设备监控网网络视频系系统中的数数字化视频频图像。视视频解码器器将数字化化的视频信信号转化为为模拟信号号，输入到到交换矩阵阵，从而能能够在原有有的显示设设备上显示示。 网网络

12、视频监监控技术的的发展 随随着网络技技术和数字字处理技术术的不断发发展，视频频监控也在在向数字化化、无线化化、监控网网络化、系系统集成化化和结构模模块化等方方向发展。1无无线网络视视频监控系系统 无无线网络以以其安装方方便、灵活活性强、性性价比高等等特点得到到了广泛应应用。无线线网络监控控是采用无无线的方式式将监控前前端或客户户端和监控控平台连接接从而实现现监控。当当监控前端端位置分散散并且距离离监控平台台较远时，用用户采用传传统布线方方式临时建建立客户视视频监控中中心的成本本较高，如如果遇到道道路、河流流等阻碍时时，代价更更是不可估估计。利用用无线传输输网络，上上述问题就就可迎刃而而解。无线

13、线网络视频频监控系统统结构如图图2所示。图2无线线网络视频频监控系统统 无无线网络视视频监控系系统监控前前端设备（视视频服务器器）一般支支持无线传传输，如果果前端设备备不支持无无线传输，则则需要配置置相关的无无线设备完完成无线传传输。监控控平台接入入Inteernett中，前端端设备通过过无线网络络接入监控控平台。客客户监控中中心根据网网络条件、需需求等多方方面因素可可选择通过过Inteernett或者无线线网络接入入监控平台台。用户可可以使用手手机或者无无线上网设设备接入监监控平台观观看视频监监控图像。2基于SSIP协议议的视频监监控系统 基基于SIPP协议的视视频监控系系统结构如如图3所示

14、示。图3基基于SIPP协议的视视频监控系系统结构 基基于SIPP的视频监监控系统采采用域管理理方式，支支持大规模模的视频监监控业务。SSIP视频频监控系统统由以下几几个部分组组成。（1）监监控前端 监监控前端可可以将监控控图像进行行数字化处处理，发送送到客户端端供用户观观看。（2）客客户端 客客户端是接接收视频监监控前端传传输过来的的视频编码码数据，对对编码数据据进行解码码显示。（3）代代理服务器器 该该服务器是是一个中间间路由元素素，具有解解析地址的的能力，能能够代理监监控客户端端向下一跳跳服务器发发出呼叫请请求，然后后由服务器器决定下一一跳的地址址，最终使使客户端和和监控前端端建立连接接。

15、（4）注注册服务器器 该该服务器对对监控前端端和客户端端进行身份份认证，完完成地址的的注册。（5）定定位服务器器 该该服务器用用来存储监监控前端和和客户端的的地址等信信息，为其其他服务器器，如代理理服务器、注注册服务器器等提供信信息查询。（6）事事件服务器器 该该服务器收收集并发布布系统中监监控前端和和客户端的的状态等事事件。目前前主要有注注册事件、在在线事件等等。监控前前端和客户户端可以通通过向事件件服务器发发送订阅请请求来订阅阅相应事件件信息，当当产生对应应事件后，事事件服务器器则向相应应的订阅者者发布事件件通知信息息。（7）媒媒体服务器器 该该服务器主主要用来保保存视频监监控的录像像信息。 在在视频监控控业务中，云云台和镜头头的远程实实时控制和和报警是非非常重要的的功能，由由于SIPP协议没有有对监控功功能进行定定义，所以以标准SIIP协议不不能完成监监控的云镜镜控制和报报警功能，这这就需要对对SIP协协议进行扩扩展。对SSIP进行行扩展应该该在SIPP协议的扩扩展原则框框架下进行行。